El moldeo por soplado (o moldeado ) es un proceso de fabricación para formar piezas huecas de plástico . También se utiliza para formar botellas de vidrio u otras formas huecas.
En general, existen tres tipos principales de moldeo por soplado: moldeo por extrusión-soplado, moldeo por inyección-soplado y moldeo por inyección-soplado.
El proceso de moldeo por soplado comienza ablandando el plástico calentando una preforma o preforma. El parison es una pieza de plástico en forma de tubo con un orificio en un extremo por el que puede entrar aire comprimido.
A continuación, la pieza de plástico se fija en un molde y se sopla aire en él. La presión del aire infla el plástico que se adapta al molde. Una vez que el plástico se ha enfriado y endurecido se abre el molde y se expulsa la pieza. Los canales de agua dentro del molde ayudan a enfriar.
El principio del proceso proviene de la idea del soplado de vidrio . Enoch Ferngren y William Kopitke produjeron una máquina de moldeo por soplado y la vendieron a Hartford Empire Company en 1938. Este fue el comienzo del proceso de moldeo por soplado comercial. Durante los años 40 la variedad y el número de productos eran todavía muy limitados y por ello el moldeo por soplado no despegó hasta más tarde. Una vez que la variedad y las tasas de producción aumentaron, pronto siguió la cantidad de productos creados.
Los mecanismos técnicos necesarios para producir piezas de cuerpo hueco mediante la técnica del soplado se establecieron muy pronto. Debido a que el vidrio es muy frágil, después de la introducción del plástico, en algunos casos se utilizó plástico para reemplazar al vidrio. La primera producción en masa de botellas de plástico se realizó en Estados Unidos en 1939. Alemania empezó a utilizar esta tecnología un poco más tarde, pero actualmente es uno de los principales fabricantes de máquinas de moldeo por soplado.
En la industria de refrescos de Estados Unidos , el número de envases de plástico pasó de cero en 1977 a diez mil millones de piezas en 1999. Hoy en día, se sopla un número aún mayor de productos y se espera que siga aumentando.
Para metales amorfos , también conocidos como vidrios metálicos a granel, se ha demostrado recientemente el moldeo por soplado bajo presiones y temperaturas comparables al moldeo por soplado de plástico. [1]
En el moldeo por extrusión-soplado, el plástico se funde y se extruye en un tubo hueco formando una pieza de plástico similar a un tubo con un orificio en un extremo para el gas comprimido, conocido como parisón. El parisón se captura cerrándolo en un molde de metal enfriado. Se sopla aire dentro del parisón, inflándolo hasta darle la forma de una botella , recipiente o pieza hueca. Una vez que el plástico se ha enfriado, se abre el molde y se expulsa la pieza. [2]
"El moldeo por soplado y extrusión recta es una forma de impulsar el material hacia adelante similar al moldeo por inyección , mediante el cual un tornillo de Arquímedes gira, alimentando material plástico por un tubo calentado. Una vez que el plástico se derrite, el tornillo deja de girar y se mueve linealmente para expulsar el material fundido. Con el Método del acumulador, un acumulador recoge el plástico derretido y después de que el molde anterior se haya enfriado y se haya acumulado suficiente plástico, una varilla empuja el plástico derretido y forma el parisón. En este caso, el tornillo puede girar de forma continua o intermitente . El peso del parisón arrastra el parisón y dificulta la calibración del espesor de la pared. Los métodos con cabezal acumulador o tornillo alternativo utilizan sistemas hidráulicos para empujar el parisón hacia afuera rápidamente, lo que reduce el efecto del peso y permite un control preciso sobre el espesor de la pared ajustando la separación del troquel. con un dispositivo de programación de parisón.
Los equipos de extrusión continua incluyen sistemas de moldeo por soplado con ruedas giratorias y maquinaria de lanzadera, mientras que la maquinaria de extrusión intermitente incluye maquinaria de tornillo alternativo y maquinaria de cabezal acumulador.
Los recipientes como los tarros suelen tener un exceso de material debido al proceso de moldeo. Esto se recorta haciendo girar una cuchilla de corte alrededor del recipiente que separa el material. Luego, el exceso de plástico se recicla para crear nuevas molduras. Las cortadoras giratorias se utilizan en diversos materiales, como PVC, HDPE y PE+LDPE. Los diferentes tipos de materiales tienen sus propias características físicas que afectan al recorte. Por ejemplo, las piezas moldeadas producidas a partir de materiales amorfos son mucho más difíciles de recortar que los materiales cristalinos. A menudo se utilizan hojas recubiertas de nitruro de titanio en lugar de acero estándar para aumentar la vida útil en un factor de 30.
El proceso de moldeo por inyección-soplado ( IBM ) se utiliza para la producción de objetos huecos de vidrio y plástico en grandes cantidades. En el proceso de IBM, el polímero se moldea por inyección sobre un pasador central; luego, el pasador central se gira hasta una estación de moldeo por soplado para inflarlo y enfriarlo. Este es el menos utilizado de los tres procesos de moldeo por soplado y normalmente se utiliza para fabricar pequeños frascos médicos y de un solo uso. El proceso se divide en tres pasos: inyección, soplado y expulsión.
La máquina de moldeo por inyección-soplado se basa en un conjunto de cilindro extrusor y tornillo que funde el polímero . El polímero fundido se introduce en un colector de canal caliente donde se inyecta a través de boquillas en una cavidad calentada y un pasador central. El molde de cavidad forma la forma externa y se sujeta alrededor de una varilla central que forma la forma interna de la preforma. La preforma consiste en el cuello de una botella/frasco completamente formado con un tubo grueso de polímero adherido, que formará el cuerpo. similar en apariencia a un tubo de ensayo con cuello roscado.
El molde de preforma se abre y la varilla central se gira y se fija en el molde de soplado hueco y enfriado. El extremo de la varilla central se abre y permite que entre aire comprimido en la preforma, que la infla hasta darle la forma del artículo terminado.
Después de un período de enfriamiento, el molde de soplado se abre y la varilla central gira hasta la posición de expulsión. El artículo terminado se retira de la varilla central y, como opción, se puede realizar una prueba de estanqueidad antes del embalaje. La preforma y el molde de soplado pueden tener muchas cavidades, normalmente de tres a dieciséis, según el tamaño del artículo y la producción requerida. Hay tres juegos de varillas centrales, que permiten la inyección, el moldeo por soplado y la expulsión de preformas simultáneamente.
El moldeo por inyección, estiramiento y soplado tiene dos métodos principales diferentes, a saber, el proceso de una sola etapa y el de dos etapas. Luego, el proceso de una sola etapa se divide nuevamente en máquinas de 3 y 4 estaciones.
En el proceso de una sola etapa, tanto la fabricación de preformas como el soplado de botellas se realizan en la misma máquina. El antiguo método de 4 estaciones de inyección, recalentamiento, soplado por estiramiento y expulsión es más costoso que la máquina de 3 estaciones que elimina la etapa de recalentamiento y utiliza calor latente en la preforma, ahorrando así costos de energía para recalentar y una reducción del 25% en herramientas. . El proceso se explica: imagine que las moléculas son pequeñas bolas redondas, cuando juntas tienen grandes espacios de aire y una pequeña superficie de contacto, primero estirando las moléculas verticalmente y luego soplando para estirarlas horizontalmente, el estiramiento biaxial da a las moléculas una forma de cruz. Estas "cruces" encajan entre sí dejando poco espacio a medida que se contacta con más superficie, lo que hace que el material sea menos poroso y aumenta la resistencia de la barrera contra la permeación. Este proceso también aumenta la fuerza para ser ideal para llenar con bebidas carbonatadas.
En el proceso de moldeo por inyección, estirado y soplado de dos etapas, primero se moldea el plástico en una "preforma" mediante el proceso de moldeo por inyección. Estas preformas se producen con los cuellos de las botellas, incluyendo roscas (el "acabado") en un extremo. Estas preformas se envasan y se introducen posteriormente (después de enfriar) en una máquina de moldeo por soplado y estirado recalentada. En el proceso ISBM, las preformas se calientan (normalmente utilizando calentadores infrarrojos) por encima de su temperatura de transición vítrea y luego se soplan con aire a alta presión en botellas utilizando moldes de soplado de metal. Como parte del proceso, la preforma siempre se estira con una varilla central.
